焦耳定律

學習目標能通過生活實例，認識電流的熱效應；能在實驗的基礎(chǔ)上引出焦耳定律，會用焦耳定律進行計算；通過學習電熱的利用和防止，學會辯證地看待問題。上周六，小胖同學的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。當爸爸回來時看到他在認真寫作業(yè)，電視機也沒打開，很高興。

誰知道他爸爸是根據(jù)什么道理判定的嗎？——可是，后來發(fā)現(xiàn)小胖說了謊。什么是電流的熱效應？電流的熱效應電流的熱效應電流流過導體時，導體就要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。請舉例說明。電熱水器電水壺電熨斗電飯鍋電流產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)？探究實驗用到了什么實驗方法？探究電熱的影響因素焦耳定律內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：意義：單位：

MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT第4節(jié)焦耳定律第十八章電功率人教版九年級物理（初中）現(xiàn)在的智能手機，已成為人們生活中必備的工具。同學們用手機最多的是來做什么？生活中的物理用手機玩游戲用手機看視頻學習工作時間長了，手機什么感覺？手機發(fā)熱、甚至燙手課堂導入在生活中，許多用電器接通電源工作時，都會有發(fā)熱現(xiàn)象產(chǎn)生。下面這些用電器有什么共同點？這些用電器目的都是利用電來獲得熱課堂導入1.概念：電流通過導體時，導體發(fā)熱的現(xiàn)象，叫電流的熱效。2.實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。3.一切導體中有電流通過時，都會發(fā)生電流的熱效應電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱?觀察思考一、電流的熱效應電流通過導體時產(chǎn)生熱量跟什么因素有關(guān)?提出問題：猜想：導體的電阻導體中電流通電的時間有關(guān)電熱的大小可能跟設(shè)計實驗：（1）實驗方法①一個物理量可能與多個因素有關(guān)時，采用控制變量法。二、焦耳定律把電熱傳遞給氣體（或液體），把比較電熱的多少轉(zhuǎn)化為比較氣體（或液體）受熱膨脹程度.②對不易測量或觀察的物理量，采用轉(zhuǎn)化法。（2）實驗方案方案一方案一：電阻絲加熱密封容器中的空氣，U形管中液面形成高度差；液面差越大，產(chǎn)生的熱量越多。方案二方案二：燒瓶內(nèi)裝有煤油，電阻絲產(chǎn)生熱量使其溫度升高，溫度越高，產(chǎn)生熱量的越多。二、焦耳定律以上兩種方案中，加熱空氣快？還是加熱煤油速度快？哪種方案效果更明顯？所以，選擇方案一演示實驗：實驗1：探究產(chǎn)生熱量Q與電阻R的關(guān)系①控制不變的量是：_______________。電流通電時間二、焦耳定律②實驗記錄電流I/A相等電阻絲

R1R2電阻/Ω510液柱高度差小大產(chǎn)生熱量（多/少）少多③實驗結(jié)論：在電流和通電時間相同時，電阻越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多。二、焦耳定律實驗2：探究產(chǎn)生熱量Q與電流I的關(guān)系①控制不變的量是：__________________。電阻通電時間電阻相同R1=R2=5Ω電阻R/ΩR1R2電流I/A2I1I1液柱高度差大小產(chǎn)生熱量（多/少）多少②實驗記錄二、焦耳定律③實驗結(jié)論：在電阻和通電時間相同時，電流越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多。實驗3：探究產(chǎn)生熱量Q與通電時間的關(guān)系①給同一個電阻通電的時間越長，液柱上升較高。②在電流、電阻相同的情況下，通電的時間越長，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。二、焦耳定律焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國物理學家。用

近40年的時間做了400多次實驗，

研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實

驗，于1840年最先精確地確定了電

流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電

時間的關(guān)系。焦耳二、焦耳定律焦耳定律1.內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。2.公式：Q=I2Rt

3.單位：I—安，R—歐，t—秒，Q—焦.4.理論推導:如果消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則有：Q=W又因：W＝UIt，U＝IR所以：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt二、焦耳定律5.電功與電熱:（1）電流流過純電阻用電器（如白熾燈、電爐、電烙鐵、電熨斗等）時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則：（2)電流流過純電阻用電器（如電風扇、電動自行車空調(diào)等，消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以W＞Q。消耗的電能：W=Pt=UIt

，產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt。純電阻非純電阻二、焦耳定律電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱?因?qū)Ь€電阻很小（0.01~0.001Ω），而電爐電阻很大（幾十、幾百歐姆），而且導線與電爐絲是串聯(lián)關(guān)系，電流和通電時間相等，根據(jù)Q=I2Rt，導線生熱很微小，故感覺不熱。二、焦耳定律Q=I2Rt=(0.6A)2×60W×300s=6480J一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?解:例題I=

=

=

0.6AUR36V60Ω二、焦耳定律額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?答：前者說電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。二、焦耳定律（1）電熱器:

把電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的裝置。1．電熱的利用（2）電熱器的原理:

利用電流的熱效應電飯鍋

電熱水壺電熱孵化器

三、電熱的利用和防止(1)電熱的危害:輕則用電器燒壞；重則引發(fā)火災。2.電熱的防止(2)防止措施有：①設(shè)法減少產(chǎn)生的熱量。

②可以設(shè)法散熱。投影儀的散熱窗主板上的散熱片三、電熱的利用和防止本堂難點：焦耳定律的實驗探究過程。本堂重點：焦耳定律的理解及應用。課堂小結(jié)考點一：電流的熱效應【典型例題1】（2019蘇州市）關(guān)于電動自行車，下列說法不正確的是()A.廢舊電瓶會污染環(huán)境，不可隨意處置B.電流具有熱效應，長時向充電有火災隱患C.車上裝有電動機，其工作原理是電磁感應D.要使車加速前進，可增大通過電動機的電流C課堂練習【遷移訓練1】（2019深圳市）下列說法正確的是（）A.電荷的移動形成電流B.電路中有電壓就一定有電流C.把一根銅絲均勻拉長后電阻變小D.長時間使用的手機發(fā)燙，是因為電流的熱效應D課堂練習考點二：焦耳定律的應用【典型例題2】（2019廣西玉林市）已知電風扇線圈的電阻為20Ω，若加在該電風扇的電壓為220V，此時通過的電流為1A，則電風扇的電功率為

W，電風扇連續(xù)工作10min